张朝阳对话诺贝尔奖得主David Gross：解密时空涌现、质量起源与渐近自由

7月11日，搜狐创始人、董事局主席兼首席执行官、物理学博士张朝阳和2004年诺贝尔物理学奖获得者、2025年基础科学终身成就奖得主、美国国家科学院院士、中国科学院外籍院士、加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校教授戴维·格罗斯（David Gross）展开了一场知识对谈，共同探讨了物质世界最基础的构成和物理理论的前沿进展。

张朝阳与格罗斯教授从自然界四种基本力的差异切入，其间讨论了强相互作用的“渐近自由”特性——这一突破性发现正是格罗斯教授获得诺贝尔物理学奖的关键。随着对话向理论前沿延伸，二人又从量子引力谈到弦理论，探究时空的本质，同时也直面了暗物质探测领域的当代难题。

回顾诺奖之路：从量子场论的“反叛者”到渐近自由的“奠基人”

作为诺奖级成果，渐近自由的发现历程是张朝阳本次对话最关心的话题之一。格罗斯教授回忆20世纪60年代末的“泥沼”：加速器每周都能发现新粒子，但没人理解它们的本质。直至1968年，斯坦福直线加速器中心（SLAC）意外证实质子内部存在自由运动的点状粒子——“夸克”，一举逆转局面。但这又引出了更多的矛盾，如果夸克能够自由运动，它们为何从未单独现身？

在张朝阳的追问下，格罗斯教授承认，他在29岁为此开启了一场豪赌。在长达五年的工作中，格罗斯教授不断尝试证明无法利用量子场论解释该现象。然而，他在1973年与研究生完成的关键计算表明，杨振宁与米尔斯提出的非阿贝尔规范理论展现出惊人的反直觉特性：两个磁铁靠近会吸在一起，而当夸克彼此靠近时，强相互作用力反而在减弱。

这个特性完美解释了夸克禁闭，却遭受了学界的质疑，另一位诺奖得主维格纳（Eugene Wigner）就曾当面驳斥，认为看不见自由运动的粒子就不可能是基本的。格罗斯教授的这段回忆，令张朝阳与现场听众们都感受到，新发现要获得广泛认可绝非易事。格罗斯教授补充道，量子色动力学（Quantum Chromodynamics，简称QCD）建立后，其理论预测得到深度非弹性散射等实验的验证，于是这套理论逐渐被学界接受。

探讨前沿科学：时空或许只是人类的“幻觉”

时间是本来就存在的，还是宇宙大爆炸产生的？张朝阳还与格罗斯教授探讨了物理学前沿领域的一个重要课题——时空的本质。历史上人类对时空的认知经历了多次革新，爱因斯坦率先打破绝对时空观，揭示时空是动态的实体，时空几何效应即是引力——这也是张朝阳近一两年直播课程的主要内容。

但现代物理学发现，这套模型在靠近黑洞奇点或追溯宇宙起源等极端条件下存在局限，时空也处于量子的“不确定”中。格罗斯教授介绍了一个革命性观点：时空可能并非宇宙的基本属性，而是一种源自物质的“涌现现象”（emergent phenomenon），从这个意义上可以说时空只是人类的“幻觉”。他援引弦论中的对偶性现象来说明，某些物理系统可用两种完全等效的理论描述，其中一种理论甚至不存在空间概念。这表明空间并非基本要素，而是特定尺度下的有效近似。

他进一步剖析人类时空观的起源。早在婴儿时期，人们就会在理解世界的过程中形成“时空”的概念，而这个概念很有可能只是人们理解宇宙的一种近似，追问“时间如何开始”或许是个伪命题。未来物理学的突破很可能诞生于超越时空框架的新范式之中，这也为理解宇宙终极奥秘打开了全新视角。

解密质量起源：夸克近乎光速的运动和强作用力让质子变“重”

当话题转向质量的微观起源时，张朝阳抛出关键问题：“夸克的质量仅为几MeV，而质子的质量却高达约900MeV，这巨大差异从何而来？”11年前的粒子物理实验验证了希格斯机制，完善了标准模型的“最后一块拼图”。然而格罗斯教授随即澄清了一个普遍误解——这块“拼图”并非质子质量的主要来源。

那么，质子、中子乃至我们的质量从何而来？面对张朝阳的追问，格罗斯教授的答案颠覆直觉：是夸克近光速的运动和强作用力让质子变“重”。他举了一个生动的例子来说明：“当你站上体重秤发现自己重了1公斤，实际上你增加的是1公斤被‘禁锢的能量’。”

张朝阳也理解了这一点，原来是质能方程在起作用。他进一步总结格罗斯教授核心观点，“虽然夸克作为独立粒子质量很小，但是质子质量的绝大部分来源于其内部的动能和相互作用能。”

热议AI本质：AI仅是工具而非科学

现场学生在互动环节提出“2024年诺奖是否颁给AI领域”的问题，格罗斯教授明确指出，2024年诺贝尔物理学奖（授予约翰·霍普菲尔德）并非颁给AI。他解释，霍普菲尔德的工作是将物理学方法拓展至神经科学领域，构建了“Hopfield模型”，揭示了大脑神经元网络存储记忆的机制。

张朝阳进一步补充，霍普菲尔德的工作属于“物理学家的神经学研究”，而非AI领域。格罗斯教授则更清晰划分界限，“AI仅是工具而非科学”，霍普菲尔德的研究是运用物理学的思维和方法探索大脑功能，属于物理学的延伸。他定义“物理学即物理学家所从事的工作”，只要采用物理方法研究自然现象，就属于物理学范畴。

针对“未来五年AI能否解决黎曼猜想等未决难题”的问题，格罗斯教授直言“难以想象”。他认为当前AI大模型被严重高估，其核心能力是模仿人类，若数据库无答案，便会编造“听起来合理”的内容，既不会验证对错，更不具备真正的创造力，其实际效果只“会取代那些只会说漂亮话的人”。张朝阳也认同这一观点，人们对AI过度兴奋。

纵览计算发展：从计算尺到超级计算机

人工智能的飞速发展离不开算力提升。谈及算力的爆炸式增长，张朝阳向格罗斯教授提问：算力发展是否助力了理论物理研究？

格罗斯教授回忆，四十年前，科学家们只能依赖计算尺进行人工运算。这一局限直接体现在QCD理论的研究中——尽管该理论能够将强子质量的计算误差控制在1%以内，但每一次精准运算都需要投入海量人力，研究进程受到严重制约。四十年后的今天，技术革新改写了这一局面：芯片算力按摩尔定律翻了十亿倍，同时QCD理论算法也有了巨大的进步。算力与算法的双重革新，让曾经耗费巨大人力的计算工作，如今能够被轻松完成。

“算力和算法双重推动了理论的发展，这背后离不开人类的智力和创造力。”格罗斯教授感叹。展望未来，随着计算机科学在算力、算法乃至人工智能领域的持续深耕，其对理论物理研究的推动作用也将更加显著。